[发明专利]次第收集的增压式柔性汗液传感器

权利要求书

1.一种次第收集的增压式柔性汗液传感器，其特征在于：

主要由微流体系统模块、汗液传感器模块和密封模块组成；微流体系统模块包括底板以及布置在底板上的两个微流体子模块，两个微流体子模块在底板中两侧对称布置，密封模块主要由盖板组成，盖板覆盖在底板的上表面进行密封；

每个微流子模块包括开设在底板顶面上或者布置在底板顶面上的模块入口(1)、第一模块出口(2)、爆破阀(3)、微流泵(4)、反应腔(5)、一级储液室(6)、二级储液室(7)、第二模块出口(8)和第三模块出口(9)；其中，底板采用聚二甲基硅氧烷PDMS制成；反应腔(5)入口和模块入口(1)连接，反应腔(5)入口与一级储液室(6)入口连接，反应腔(5)出口与微流泵(4)入口连接，微流泵(4)出口与第一模块出口(2)连接，一级储液室(6)入口与二级储液室(7)连接，一级储液室(6)出口与第二模块出口(8)连接，二级储液室(7)出口与第三模块出口(9)连接；在微流泵(4)入口与反应腔(5)出口之间、反应腔(5)入口与一级储液室(6)入口之间、一级储液室(6)入口与二级储液室(7)入口之间、一级储液室(6)出口与第一模块出口(2)之间、二级储液室(7)出口与第一模块出口(2)之间均通过爆破阀(3)连接，但各个爆破阀(3)的爆破压不同；微流体子模块的反应腔(5)中放置有汗液传感器模块。

2.根据权利要求1所述的一种次第收集的增压式柔性汗液传感器，其特征在于：还包括信号传输模块和信号处理模块，汗液传感器模块经信号传输模块和信号处理模块连接。

3.根据权利要求1所述的次第收集的增压式柔性汗液传感器，其特征在于：

所述的微流泵(4)主要由多个微柱间隔阵列排布组成，相邻微柱之间具有间隙，每个微柱的高度均为300um，长度均为200um，宽度均为100um，相邻上下微柱间隔宽度w₁为200um，相邻左右微柱的侧隙宽度w₂为50um。

4.根据权利要求1所述的基于微流体系统模块的汗液传感器，其特征在于：

所述的汗液传感器模块采用钠离子传感器、葡萄糖传感器。

5.根据权利要求4所述的基于微流体系统模块的汗液传感器，其特征在于：

所述的钠离子传感器包括第一工作电极(10)和第一参比电极(11)，第一工作电极(10)上覆盖有钠离子选择膜(12)，第一参比电极(11)上涂抹有Ag/AgCl浆料。

6.根据权利要求4所述的基于微流体系统模块的汗液传感器，其特征在于：

所述的葡萄糖传感器包括第二工作电极(13)、第二参比电极(14)和对电极(15)，第二工作电极(13)上先电镀普鲁士蓝薄膜(16)再滴涂葡萄糖氧化酶溶液(17)，第二参比电极(14)上涂抹有Ag/AgCl浆料。

7.根据权利要求1所述的次第收集的增压式柔性汗液传感器，其特征在于：

所述的盖板上方开有小孔。

8.应用于权利要求1-7任一所述增压式柔性汗液传感器的汗液检测方法，其特征在于：

操作步骤如下：

(1)将微流体系统模块的底面清洗干净后涂上皮肤胶合剂，紧贴于人的皮肤表面，其中带密封模块的一面朝外；

(2)将微流体系统模块经信号处理模块和信号传输模块连接，连接时用铜导线和导电银胶连接起来，等待汗液渗出；

(3)汗液从人的皮肤表面渗出后，微流泵(4)提供正向的驱动力，微流泵(4)吸附汗液从模块入口(1)经反应腔(5)入口流入到反应腔(5)中，钠离子传感器与葡萄糖传感器对流入到分别放置到两个微流体子模块的反应腔(5)中的汗液进行钠离子浓度和葡萄糖浓度检测；

(4)反应腔(5)充满后，微流泵(4)吸附汗液经微流泵(4)入口流入微流泵(4)的通道内；由于爆破阀(3)的作用，微流泵(4)通道内的液体不能逆流，微流泵(4)通道与反应腔(5)填满汗液后，微流泵(4)失去吸附作用；

(5)汗液继续从人的皮肤表面渗出，人体分泌汗液的压力均大于反应腔(5)入口与一级储液室(6)入口之间的爆破阀(3)的爆破压以及一级储液室(6)入口与二级储液室(7)入口之间的爆破阀(3)的爆破压，人体分泌汗液的压力冲破反应腔(5)入口与一级储液室(6)入口之间的爆破阀(3)，汗液通过一级储液室(6)入口流入到一级储液室(6)中；

(6)一级储液室(6)充满后，然后汗液继续从人的皮肤表面渗出，人体分泌汗液的压力冲破一级储液室(6)入口与二级储液室(7)入口之间的爆破阀(3)，使得汗液通过二级储液室(7)入口流入到二级储液室(7)中并充满二级储液室(7)；

(7)汗液充满微流体系统模块之后，从人的皮肤表面取下微流体系统模块，第一模块出口(2)、第二模块出口(8)和第三模块出口(9)连接抽气泵，反应腔(5)入口与一级储液室(6)入口之间、一级储液室(6)入口与二级储液室(7)入口之间的爆破阀(3)的爆破压均小于一级储液室(6)出口与第二模块出口(8)之间、二级储液室(7)出口与第三模块出口(9)之间的爆破阀(3)的爆破压，在抽气泵的外界作用力下，抽气泵内的压力小于一级储液室(6)出口与第二模块出口(8)之间的爆破阀(3)的压力以及二级储液室(7)出口与第三模块出口(9)之间的爆破阀(3)的压力，从而使一级储液室(6)出口与第二模块出口(8)之间的爆破阀(3)、二级储液室(7)出口与第三模块出口(9)之间的爆破阀(3)冲破后，用针管抽取出一级储液室(6)和二级储液室(7)中的汗液，然后对一级储液室(6)和二级储液室(7)中的汗液进行进一步检测；

(8)在抽气泵的外界作用力下，将微流泵(4)通道、反应腔(5)内、一级储液室(6)内和二级储液室(7)内的汗液抽出，将汗液传感器清洗干净后待下次使用。